JP5672002B2 - Barley selection method - Google Patents

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Description

本発明は、大麦選抜方法、麦芽及び麦芽発酵飲料に関する。   The present invention relates to a method for selecting barley, malt, and a malt fermented beverage.

麦芽エキスは、ビール醸造において経済性に直結する重要な麦芽品質である。また、麦芽エキスは、麦芽のとけ、酵素力、穀皮の薄さ、粗蛋白含量など様々な形質が関わる複雑な麦芽品質である。麦芽エキスの高い大麦を育種することは、大麦育種における主要な目標の一つとなっている。   Malt extract is an important malt quality that is directly linked to economy in beer brewing. In addition, malt extract is a complex malt quality that involves various traits such as malt melt, enzyme strength, skin thinness, and crude protein content. Breeding barley with a high malt extract has become one of the major goals in barley breeding.

近年大麦でもゲノム解析が進み、多数のDNAマーカー情報が入手できるようになった。このため、世界中の育種機関において、麦芽品質の遺伝解析によって育種上有用な量的形質遺伝子座(QTL)を検出し、育種に利用する動きが活発となっており、これまでに多くの研究成果が報告されている(非特許文献1〜5)。   In recent years, genome analysis has progressed even in barley, and a large amount of DNA marker information has become available. For this reason, in breeding institutions around the world, the quantitative trait loci (QTL) useful for breeding are detected by genetic analysis of malt quality, and there is an active movement to use them for breeding. Results have been reported (Non-Patent Documents 1 to 5).

麦芽エキスに関しては、様々な大麦集団を用いたQTL解析の結果がこれまでに報告されている。Harrington×TR306系統では染色体1H及び5H(非特許文献1)、Harrington×Morex系統では染色体1H及び2H(非特許文献2)、Chebec×Harrington系統では染色体5H(非特許文献3)、Galleon×Haruna Nijo系統では染色体2H(非特許文献4)、Steptoe×Morex系統では染色体1H、2H、5H及び7H(非特許文献5)、にそれぞれ麦芽エキスに関するQTLが検出されている。   Regarding malt extract, the results of QTL analysis using various barley populations have been reported so far. In the Harrington × TR306 strain, chromosomes 1H and 5H (Non-patent Document 1), in the Harrington × Molex strain, chromosomes 1H and 2H (Non-patent Document 2), in the Chebec × Harlington strain, chromosome 5H (Non-patent Document 3), Galleon × Haruna Nijo QTLs related to malt extract are detected in chromosome 2H (Non-patent Document 4) in the strain, and chromosomes 1H, 2H, 5H, and 7H (Non-patent document 5) in the Steptoe × Molex strain.

D.E.Mather,et al,1997年,Crop Sci.,37巻,pp.544−554D. E. Mother, et al, 1997, Crop Sci., 37, pp. 544-554 L.A.Marquez−Cedillo,et al,2000年,Theor.Appl.Genet.,101巻,pp.173−184L. A. Marquez-Cedilo, et al, 2000, Theor. Appl. Genet. 101, pp. 173-184 A.R.Barr,et al,2003年,Australian J.Agric.Res.,54巻,pp.1125−1130A. R. Barr, et al, 2003, Australian J. Org. Agric. Res. , 54, pp. 1125-1130 H.M.Collins,et al,2003年,Australian J.Agric.Res.,54巻,pp.1223−1240H. M.M. Collins, et al, 2003, Australian J. Org. Agric. Res. , 54, pp. 1223-1240 P.M.Hayes,et al,1993年,Theor.Appl.Genet.,87巻,pp.392−401P. M.M. Hayes, et al, 1993, Theor. Appl. Genet. 87, pp. 392-401

非特許文献1〜5では、用いた大麦集団によって麦芽エキスに関するQTLの検出される染色体上の位置が異なっている。その原因としては、両親がその遺伝子を有していないこと、解析に供した系統数の規模、環境要因等が考えられる。このため、麦芽エキスに関与する遺伝領域は未だ明らかとはいえず、大麦育種上汎用性のあるDNAマーカーの開発が強く望まれる。   In nonpatent literatures 1-5, the position on the chromosome from which QTL regarding a malt extract is detected changes with barley populations used. Possible causes are that parents do not have the gene, the number of strains used in the analysis, environmental factors, and the like. For this reason, the genetic region involved in the malt extract has not yet been clarified, and it is strongly desired to develop a DNA marker that is versatile for barley breeding.

そこで、本発明は、麦芽エキスの高い大麦を信頼性よく選抜することが可能な汎用性ある大麦選抜方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the versatile barley selection method which can select barley with a high malt extract reliably.

本発明は、麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列(5’−GANTC−3’)(認識配列中、Nは任意の塩基を示す。)を有する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法を提供する。   The present invention is a method for selecting barley having a high malt extract, wherein the test barley has a restriction enzyme HinfI recognition sequence (5′-GANTC-3) in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1. ') (In the recognition sequence, N represents an arbitrary base) A method for selecting the test barley as barley having a high malt extract is provided.

本発明において、「MWG655A配列」とは、MWG655A遺伝子座中の塩基配列を意味する。また、「配列番号1の塩基配列に相当する」とは、配列番号1の塩基配列の染色体位置と同じ染色体位置にあることをいう。   In the present invention, the “MWG655A sequence” means a base sequence in the MWG655A locus. Further, “corresponds to the base sequence of SEQ ID NO: 1” means that it is at the same chromosomal location as the chromosomal location of the base sequence of SEQ ID NO: 1.

本発明の大麦選抜方法では、被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有するか否かを判定することによって、麦芽エキスの高い大麦を選抜することができる。本発明の大麦選抜方法は、遺伝子型に基づく選抜方法であることから、産地や産年度による自然環境の変動の影響を受けることなく、麦芽エキスの高い大麦を信頼性よく選抜することができる。また、被検大麦から多量の種子サンプルを採取する必要がなく、大麦育種の初期段階で(例えば、雑種第2世代)、麦芽エキスの高い大麦を選抜することができる。   In the barley selection method of the present invention, barley having a high malt extract is selected by determining whether or not the test barley has a recognition sequence for the restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. can do. Since the barley selection method of the present invention is a selection method based on a genotype, barley having a high malt extract can be selected with high reliability without being affected by changes in the natural environment depending on the production area and year. Further, it is not necessary to collect a large amount of seed sample from the test barley, and barley having a high malt extract can be selected at the early stage of barley breeding (for example, the second generation of hybrids).

被検大麦が上記MWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有するか否かの判定は、上記MWG655A配列を増幅可能なプライマーセットを用い、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行って、増幅DNA断片を得る工程と、増幅DNA断片を制限酵素HinfIで消化処理する工程と、を実施し、得られた制限酵素処理物中に制限酵素により切断されたDNA断片が存在するか否かを判定することによって行うのが好ましい。   Whether or not the test barley has the recognition sequence of the restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence is determined by using a primer set capable of amplifying the MWG655A sequence, and the polymerase chain reaction using the genomic DNA of the test barley as a template ( PCR) to obtain an amplified DNA fragment, and a step of digesting the amplified DNA fragment with the restriction enzyme HinfI. A DNA fragment cleaved by the restriction enzyme is obtained in the obtained restriction enzyme-treated product. This is preferably done by determining whether or not it exists.

すなわち、本発明はまた、麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列を増幅可能なプライマーセットを用い、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたPCRを行って、増幅DNA断片を得る増幅工程と、増幅DNA断片を制限酵素HinfIで消化処理する消化工程と、を含み、消化工程で得られた制限酵素処理物中に前記制限酵素により切断されたDNA断片が存在する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法を提供する。   That is, the present invention is also a method for selecting barley with a high malt extract, using a primer set capable of amplifying the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and using the genomic DNA of the test barley as a template And a digestion step of digesting the amplified DNA fragment with the restriction enzyme HinfI. In the restriction enzyme-treated product obtained in the digestion step, Provided is a method for selecting the test barley as barley having a high malt extract when a cleaved DNA fragment is present.

この大麦選抜方法は、PCRにより増幅したDNA断片を制限酵素HinfIで処理して多型を検出する、いわゆるCleaved Amplified Polymorphic Sequence(CAPS)法に基づくものである。これにより、作業がより容易になり、かつ多検体をより短時間で処理することが可能となる。また、多数の被検大麦を対象とする選抜を同時に行うことができるため、育種現場での大麦選抜に好適である。   This barley selection method is based on the so-called Cleaved Amplified Polymorphic Sequence (CAPS) method in which a DNA fragment amplified by PCR is treated with a restriction enzyme HinfI to detect a polymorphism. As a result, the work becomes easier and it is possible to process multiple samples in a shorter time. Moreover, since selection with respect to many test barleys can be performed simultaneously, it is suitable for barley selection at a breeding site.

上記プライマーセットとしては、フォワードプライマー及びリバースプライマーからなり、その少なくとも一方が、配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列の多重整列結果において配列番号1の塩基配列が他のいずれの塩基配列とも異なる配列番号1の塩基配列中の多型部位にアニーリングするものが好ましい。   The primer set is composed of a forward primer and a reverse primer, at least one of which is a base sequence of SEQ ID NO: 1 in the result of multiple alignment of the base sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. Those that anneal to the polymorphic site in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 that is different from the sequence are preferred.

MWG655A遺伝子座には、塩基配列の相同性が非常に高いオルソログ(MWG655B、MWG655C及びMWG655e遺伝子座)が存在するが、そのようなプライマーセットをPCRに用いることにより、MWG655B及びMWG655C遺伝子座に由来するDNA断片の非特異的増幅を抑制することができる。したがって、選抜効率を向上させ、選抜にかかる労力を低減することが可能となる。   The MWG655A locus has orthologs (MWG655B, MWG655C, and MWG655e loci) that have very high nucleotide sequence homology. By using such a primer set for PCR, the MWG655A locus is derived from the MWG655B and MWG655C loci. Nonspecific amplification of DNA fragments can be suppressed. Therefore, the selection efficiency can be improved, and the labor required for selection can be reduced.

DNA断片の非特異的増幅をより確実に抑制するという観点から、上記プライマーセットとしては、例えば、フォワードプライマーが配列番号1の塩基配列の第1〜11番目の塩基配列を含むものがさらに好ましく、また、配列番号4の塩基配列からなるフォワードプライマーと、配列番号5の塩基配列からなるリバースプライマーと、からなるものが特に好ましい。   From the viewpoint of more surely suppressing non-specific amplification of the DNA fragment, the primer set is more preferably, for example, that the forward primer includes the 1st to 11th nucleotide sequences of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, Further, a forward primer consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 4 and a reverse primer consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 5 are particularly preferred.

本発明はまた、上記大麦選抜方法により選抜された大麦同士を交配することにより得ることのできる交配後代系統の大麦を提供する。   The present invention also provides a progeny line of barley that can be obtained by crossing barley selected by the above-mentioned method for selecting barley.

本発明の方法により選抜された大麦は、麦芽エキスに影響を及ぼすMWG655A遺伝子座中のDNAマーカーの遺伝子型が一致している。そして、これらの大麦同士を交配することにより得られる交配後代系統の大麦は、上記DNAマーカーに関して両親と同じ遺伝子型を有することから、麦芽エキスの高い大麦となる。   The barley selected by the method of the present invention matches the genotype of the DNA marker in the MWG655A locus that affects the malt extract. And the barley of the progeny of the cross obtained by crossing these barleys has the same genotype as the parents with respect to the above DNA marker, so that it becomes barley with a high malt extract.

本発明はまた、上記大麦選抜方法により選抜された大麦又は上記交配後代系統の大麦を製麦する製麦工程を含む麦芽製造方法を提供する。また、該方法により得ることのできる麦芽を提供する。   The present invention also provides a malt production method including a malting process for producing barley selected by the above barley selection method or barley of the above-mentioned hybrid progeny line. Moreover, the malt which can be obtained by this method is provided.

本発明の麦芽は、上記大麦選抜方法により選抜された大麦又は上記交配後代系統の大麦を製麦して得られるものであるため、麦芽エキスが高く、麦芽発酵飲料の原料として有用である。   The malt of the present invention is obtained by malting barley selected by the above barley selection method or barley of the above-mentioned hybrid progeny line. Therefore, the malt extract is high and useful as a raw material for malt fermented beverages.

本発明はまた、仕込工程と発酵工程とを含む麦芽発酵飲料の製造方法であって、仕込工程において、上記大麦選抜方法により選抜された大麦、上記交配後代系統の大麦又は上記麦芽を原料として使用する方法を提供する。また、該方法により得ることのできる麦芽発酵飲料を提供する。   The present invention is also a method for producing a malt fermented beverage comprising a preparation step and a fermentation step, wherein, in the preparation step, barley selected by the above-mentioned barley selection method, barley of the above-mentioned hybrid progeny line or the above-mentioned malt is used as a raw material Provide a way to do it. Moreover, the malt fermented drink which can be obtained by this method is provided.

本発明の麦芽発酵飲料の製造方法では、仕込工程において、上記大麦選抜方法により選抜された大麦、上記交配後代系統の大麦又は上記麦芽を原料として使用するため、同量の原料からより多くの麦芽発酵飲料を製造することができ、製造コストの低減が可能となる。また、原料に含まれる麦芽エキスが高いことから、栄養分の含有量が高い麦芽発酵飲料を製造することができる。   In the method for producing a malt fermented beverage of the present invention, in the preparation step, barley selected by the barley selection method, barley of the above-mentioned hybrid progeny line or the malt is used as a raw material, so that more malt from the same amount of raw material. A fermented drink can be manufactured and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since the malt extract contained in the raw material is high, a malt fermented beverage having a high nutrient content can be produced.

本発明によれば、麦芽エキスの高い大麦を信頼性よく選抜することが可能な汎用性ある大麦選抜方法が提供される。また、麦芽エキスの高い大麦・麦芽、及びそのような大麦・麦芽を原料とする高品質の麦芽発酵飲料が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the versatile barley selection method which can select barley with high malt extract reliably can be provided. In addition, barley and malt having a high malt extract, and a high-quality malt fermented beverage made from such barley and malt are provided.

配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列の多重整列結果である。It is the multiple alignment result of the base sequence of sequence number 1, sequence number 2, and sequence number 3. 本発明の大麦選抜方法で使用されるDNAマーカーの遺伝子型と麦芽エキスとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the genotype of the DNA marker used by the barley selection method of this invention, and a malt extract. 本発明の大麦選抜方法を実施する際に得られたPCR産物のHinfI処理物のアガロースゲル電気泳動像である。It is an agarose gel electrophoresis image of the HinfI processed product of the PCR product obtained when the barley selection method of the present invention is carried out. 本発明の方法により選抜された大麦の麦芽エキスの程度を示すグラフである。It is a graph which shows the grade of the malt extract of barley selected by the method of this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

〔大麦選抜方法〕
本発明の大麦選抜方法は、麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列(5’−GANTC−3’)(認識配列中、Nは任意の塩基を示す。)を有する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法である。
[Barley selection method]
The barley selection method of the present invention is a method for selecting barley having a high malt extract, and the test barley has a restriction enzyme HinfI recognition sequence (5 ′) in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1. -GANTC-3 ′) (in the recognition sequence, N represents an arbitrary base) This is a method of selecting the test barley as barley having a high malt extract.

本発明において、「麦芽エキス」とは、乾燥重量あたりの麦芽のエキス含有率を意味する。麦芽のエキス含有率は、例えば、コングレス麦汁のエキス含有率から求めることができる。コングレス麦汁のエキス含有率は、水の比重に対するコングレス麦汁の比重の増加分から計算することができる。この比重の増加分は、例えば、糖、アミノ酸、ビタミン等によるものである。   In the present invention, “malt extract” means the malt extract content per dry weight. The extract content rate of malt can be calculated | required from the extract content rate of a congress wort, for example. The extract content of the conger wort can be calculated from the increase in the specific gravity of the conger wort relative to the specific gravity of water. This increase in specific gravity is due to, for example, sugar, amino acids, vitamins and the like.

本発明において、「MWG655A配列」とは、MWG655A遺伝子座中の塩基配列を意味する。また、「配列番号1の塩基配列に相当する」とは、配列番号1の塩基配列の染色体位置と同じ染色体位置にあることをいう。「配列番号1の塩基配列に相当する」塩基配列は、例えば、配列番号1の塩基配列と一塩基多型(SNP)による数塩基程度の不一致があってもよい。   In the present invention, the “MWG655A sequence” means a base sequence in the MWG655A locus. Further, “corresponds to the base sequence of SEQ ID NO: 1” means that it is at the same chromosomal location as the chromosomal location of the base sequence of SEQ ID NO: 1. The base sequence “corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1” may have, for example, a mismatch of about several bases due to a single nucleotide polymorphism (SNP) with the base sequence of SEQ ID NO: 1.

被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有するか否かを判定する方法としては、本技術分野で汎用されている方法を採用することができる。そのような方法としては、Restriction fragment length polymorphism(RFLP)法、シークエンス法、CAPS法等が挙げられる。   As a method for determining whether or not the test barley has a recognition sequence for the restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1, a method widely used in this technical field may be employed. it can. Examples of such a method include a restriction fragment length polymorphism (RFLP) method, a sequencing method, and a CAPS method.

RFLP法による判定は、例えば、次のように行うことができる。まず、被検大麦のゲノムDNAを制限酵素HinfIで消化処理し、得られたDNA断片(HinfI処理物)をゲル電気泳動し、さらにこれをメンブレンに転写する。そして、配列番号1の塩基配列を検出可能なプローブを上記メンブレンと接触させ、生じたハイブリダイゼーションを検出する。ハイブリダイゼーションが検出されたDNA断片のサイズ及び/又は数を解析することにより、上記MWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列が存在するか否かを判定することができる。ミカモゴールデン種又はHarrington種のゲノムDNAを対照として用いることにより、判定をより簡便に行うことができる。   The determination by the RFLP method can be performed as follows, for example. First, the genomic DNA of the test barley is digested with the restriction enzyme HinfI, the obtained DNA fragment (HinfI treated product) is subjected to gel electrophoresis, and further transferred to a membrane. Then, a probe capable of detecting the base sequence of SEQ ID NO: 1 is brought into contact with the membrane, and the resulting hybridization is detected. By analyzing the size and / or number of DNA fragments in which hybridization has been detected, it can be determined whether or not a recognition sequence for the restriction enzyme HinfI is present in the MWG655A sequence. By using genomic DNA of Mikamo golden species or Harrington species as a control, the determination can be made more easily.

配列番号1の塩基配列を検出可能なプローブとしては、例えば、配列番号1の塩基配列を含む配列を有するプローブ、配列番号1の塩基配列からなるプローブ、配列番号1の塩基配列の一部からなるプローブを使用することができる。   Examples of the probe capable of detecting the base sequence of SEQ ID NO: 1 include a probe having a sequence including the base sequence of SEQ ID NO: 1, a probe comprising the base sequence of SEQ ID NO: 1, and a part of the base sequence of SEQ ID NO: 1. A probe can be used.

ハイブリダイゼーションの検出は、本技術分野で汎用されている方法により行うことができる。例えば、プローブを蛍光物質、放射性核種、ジゴキシゲニン(DIG)等で標識し、蛍光、放射線、抗DIG抗体との結合等を検出することによって行うことができる。   Hybridization can be detected by a method widely used in this technical field. For example, the probe can be labeled with a fluorescent substance, radionuclide, digoxigenin (DIG) or the like, and fluorescence, radiation, binding to an anti-DIG antibody, or the like can be detected.

シークエンス法による判定は、例えば、次のように行うことができる。まず、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたPCRにより、上記MWG655A配列を含むDNA断片を増幅する。そして、増幅DNA断片(PCR産物)を鋳型としたダイレクトシークエンスを実施する。また、PCR産物を組み込んだ任意のベクターを用いて大腸菌、酵母等の形質転換を行い、PCR産物を保持する形質転換体を選別し、その形質転換体が保持するベクターを鋳型としてシークエンスしてもよい。また、選別された形質転換体が保持するベクターを鋳型としてPCRし、ダイレクトシークエンスを実施してもよい。   The determination by the sequence method can be performed as follows, for example. First, a DNA fragment containing the MWG655A sequence is amplified by PCR using the test barley genomic DNA as a template. Then, direct sequencing is performed using the amplified DNA fragment (PCR product) as a template. Alternatively, any vector incorporating the PCR product may be used to transform E. coli, yeast, etc., a transformant retaining the PCR product may be selected, and sequencing may be performed using the vector retained by the transformant as a template. Good. Alternatively, direct sequencing may be performed by PCR using a vector retained by the selected transformant as a template.

CAPS法による判定は、例えば、次のように行うことができる。まず、上記MWG655A配列を増幅可能なプライマーセットを用い、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたPCRを行い、得られた増幅DNA断片(PCR産物)を制限酵素HinfIで消化処理する。そして、制限酵素処理DNA断片のサイズ及び/又は数を解析し、HinfIにより切断されたDNA断片が存在するか否かを判定する。   The determination by the CAPS method can be performed as follows, for example. First, PCR is performed using a primer set capable of amplifying the MWG655A sequence, using the test barley genomic DNA as a template, and the resulting amplified DNA fragment (PCR product) is digested with the restriction enzyme HinfI. Then, the size and / or number of restriction enzyme-treated DNA fragments are analyzed to determine whether there is a DNA fragment cleaved by HinfI.

本発明の大麦選抜方法において、被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有するか否かの判定は、作業の容易性・効率性の点でCAPS法に基づいて行うのが好ましい。   In the method for selecting barley of the present invention, it is determined whether or not the test barley has a recognition sequence for the restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 in terms of ease of work and efficiency. And preferably based on the CAPS method.

すなわち、本発明の大麦選抜方法は、好適な一実施形態において、麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列を増幅可能なプライマーセットを用い、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたPCRを行って、増幅DNA断片を得る増幅工程と、増幅DNA断片を制限酵素HinfIで消化処理する消化工程と、を含み、消化工程で得られた制限酵素処理物(制限酵素処理DNA断片)中に制限酵素により切断されたDNA断片が存在する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法である。消化工程の後に、制限酵素処理DNA断片のサイズ及び/又は数を解析する解析工程を、さらに実施してもよい。   That is, the barley selection method of the present invention is, in a preferred embodiment, a method for selecting barley with a high malt extract, and a primer set capable of amplifying the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1. And a PCR step using the genomic DNA of the test barley as a template to obtain an amplified DNA fragment, and a digestion step of digesting the amplified DNA fragment with the restriction enzyme HinfI. This is a method for selecting the test barley as barley having a high malt extract when a DNA fragment cleaved by a restriction enzyme is present in a restriction enzyme-treated product (restriction enzyme-treated DNA fragment). After the digestion step, an analysis step for analyzing the size and / or number of restriction enzyme-treated DNA fragments may be further performed.

上記プライマーセットは、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列を増幅可能なものであればよい。このようなプライマーセットは、配列番号1の塩基配列に基づいて当業者であれば容易に設計することができる。   The primer set only needs to be capable of amplifying the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. Such a primer set can be easily designed by those skilled in the art based on the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

上記プライマーセットとしては、フォワードプライマー及びリバースプライマーからなり、その少なくとも一方が、配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列の多重整列結果において配列番号1の塩基配列が他のいずれの塩基配列とも異なる配列番号1の塩基配列中の多型部位にアニーリングするものが好ましい。   The primer set is composed of a forward primer and a reverse primer, at least one of which is a base sequence of SEQ ID NO: 1 in the result of multiple alignment of the base sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. Those that anneal to the polymorphic site in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 that is different from the sequence are preferred.

本発明において、「多重整列(マルチプルアラインメント)」とは、複数の塩基配列を相互に比較可能なものにするため、一致する塩基が可能な限り多くなるように、適宜空白(ギャップ)を入れて塩基配列を整列させることをいう。多重整列は、公知の多重整列作成プログラム(Clustal W、Clustal X等)を用いて行うことができる。   In the present invention, “multiple alignment” means that a plurality of base sequences can be compared with each other, so that a space (gap) is appropriately inserted so that the number of matching bases is as large as possible. This refers to aligning base sequences. Multiple alignment can be performed using a known multiple alignment creation program (Clustal W, Clustal X, etc.).

図1は、配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列の多重整列結果である。配列番号1の塩基配列(図1中、「SEQ−1」と表示する。)はMWG655A遺伝子座中の配列である。配列番号2の塩基配列(図1中、「SEQ−2」と表示する。)はMWG655B遺伝子座中の配列である。配列番号3の塩基配列(図1中、「SEQ−3」と表示する。)はMWG655C遺伝子座中の配列である。図1中、「*」を付した塩基部位は、上記3つの塩基配列が一致する塩基部位を示し、「−」はギャップを表す。また、図1の配列中、下線を付した部分は、実施例で使用したプライマー(MWG−A3、MWG−C2)の塩基配列又はその相補配列と同じ塩基配列を有する部分である。なお、配列番号1〜3の塩基配列は、ミカモゴールデン/Harrington倍化半数体(MH−DH)系統の大麦から抽出したゲノムDNAを鋳型としてシークエンスして得られたものである。   FIG. 1 shows the result of multiple alignment of the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. The base sequence of SEQ ID NO: 1 (indicated as “SEQ-1” in FIG. 1) is a sequence in the MWG655A locus. The base sequence of SEQ ID NO: 2 (indicated as “SEQ-2” in FIG. 1) is a sequence in the MWG655B locus. The base sequence of SEQ ID NO: 3 (indicated as “SEQ-3” in FIG. 1) is a sequence in the MWG655C locus. In FIG. 1, the base portion marked with “*” indicates a base portion where the above three base sequences match, and “−” indicates a gap. In addition, the underlined portion in the sequence of FIG. 1 is a portion having the same base sequence as the base sequence of the primers (MWG-A3, MWG-C2) used in the examples or a complementary sequence thereof. The base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 3 were obtained by sequencing using genomic DNA extracted from barley of the Mikamo Golden / Harlington doubling haploid (MH-DH) strain as a template.

図1から明らかなように、配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列は非常に高い塩基配列相同性を有する。また、大麦染色体中には、MWG655A遺伝子座中の配列と塩基配列の相同性が非常に高いオルソログがMWG655B、MWG655C及びMWG655e遺伝子座の各々に存在する。これらのオルソログは、PCRに用いるプライマーの配列によっては、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列と一緒に非特異的に増幅され得る。   As is clear from FIG. 1, the base sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 have very high base sequence homology. Further, in the barley chromosome, orthologs having very high homology between the sequence in the MWG655A locus and the base sequence are present in each of the MWG655B, MWG655C and MWG655e loci. These orthologs can be amplified non-specifically together with the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1 depending on the primer sequence used for PCR.

フォワードプライマー及びリバースプライマーの少なくとも一方が、上記多型部位にアニーリングするものであれば、フォワードプライマー及びリバースプライマーの少なくとも一方と、MWG655B及びMWG655C遺伝子座中のオルソログと、の間にミスマッチが生じる。このため、MWG655B及びMWG655C遺伝子座中の塩基配列がPCRで非特異的に増幅されるのが抑制され、その後の制限酵素処理による遺伝子型判定をより容易に行うことが可能となる。   If at least one of the forward primer and the reverse primer anneals to the polymorphic site, a mismatch occurs between at least one of the forward primer and the reverse primer and the ortholog in the MWG655B and MWG655C loci. For this reason, it is suppressed that the nucleotide sequences in the MWG655B and MWG655C gene loci are non-specifically amplified by PCR, and the subsequent genotyping by restriction enzyme treatment can be performed more easily.

本発明において、プライマー(フォワードプライマー又はリバースプライマー)の長さは特に制限されるものではないが、例えば、7塩基以上とすることができ、10塩基以上とすることが好ましく、15塩基以上とすることがより好ましい。また、例えば、50塩基以下とすることができ、40塩基以下とすることが好ましく、30塩基以上とすることがより好ましい。   In the present invention, the length of the primer (forward primer or reverse primer) is not particularly limited, but can be, for example, 7 bases or more, preferably 10 bases or more, and 15 bases or more. It is more preferable. For example, it can be 50 bases or less, preferably 40 bases or less, and more preferably 30 bases or more.

フォワードプライマーとしては、例えば、配列番号4の塩基配列を含むものが好ましく、配列番号4の塩基配列からなるものがより好ましい。また、リバースプライマーとしては、例えば、配列番号5の塩基配列を含むものが好ましく、配列番号5の塩基配列からなるものがより好ましい。   As a forward primer, for example, a primer containing the base sequence of SEQ ID NO: 4 is preferable, and a primer consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 4 is more preferable. Moreover, as a reverse primer, what contains the base sequence of sequence number 5, for example is preferable, and what consists of a base sequence of sequence number 5 is more preferable.

被検大麦のゲノムDNAは、例えば、植物の組織からのゲノムDNA抽出に常用される方法(CTAB法等)で抽出を行うことによって得ることができる。市販のゲノムDNA抽出用キット類も好適に使用可能である。ゲノムDNAは被検大麦の葉、茎、根、種子等のいずれの部位から抽出されてもよいが、本発明の大麦選抜方法を育種の初期段階で実施する場合は葉が好適である。   The genomic DNA of the test barley can be obtained, for example, by performing extraction by a method commonly used for extracting genomic DNA from plant tissues (CTAB method or the like). Commercially available genomic DNA extraction kits can also be suitably used. Genomic DNA may be extracted from any part of the barley leaves, stems, roots, seeds, etc., but leaves are preferred when the barley selection method of the present invention is carried out at the initial stage of breeding.

PCRに用いる耐熱性ポリメラーゼとしては、例えば、市販の耐熱性ポリメラーゼ(Premix Taq、Ex Taq version 2.0(TAKARAバイオ)等)を適宜選択して使用することができる。   As the thermostable polymerase used for PCR, for example, commercially available thermostable polymerases (Premix Taq, Ex Taq version 2.0 (TAKARA Bio), etc.) can be appropriately selected and used.

アニーリングの際の温度は60.0〜65.0℃とするのが好ましく、例えば、62.5℃とすることができる。アニーリング温度をこの範囲に設定することにより、非標的領域の増幅をより効率よく抑えることができる。   The temperature during annealing is preferably 60.0 to 65.0 ° C, and can be 62.5 ° C, for example. By setting the annealing temperature within this range, amplification of the non-target region can be suppressed more efficiently.

制限酵素HinfIによるPCR産物の消化処理は、制限酵素HinfIに至適な緩衝液中、至適な温度で実施することができる。例えば、緩衝液(20mM Tris−acetate、50mM potassium acetate、10mM Magnesium Acetate、1mM Dithiothreitol、pH7.9)中、37℃で実施することができる。   The digestion of the PCR product with the restriction enzyme HinfI can be performed at an optimal temperature in a buffer solution optimal for the restriction enzyme HinfI. For example, it can be carried out at 37 ° C. in a buffer solution (20 mM Tris-acetate, 50 mM potassium acetate, 10 mM Magnesium acetate, 1 mM Dithiothreitol, pH 7.9).

制限酵素処理DNA断片のサイズ及び/又は数の解析は、例えば、アガロースゲル電気泳動により行うことができる。また、公知の適切なカラムを用いたHPLC法で断片をサイズ分画することによって行うこともできる。   Analysis of the size and / or number of restriction enzyme-treated DNA fragments can be performed, for example, by agarose gel electrophoresis. Alternatively, the fragmentation can be performed by size fractionation by a HPLC method using a known appropriate column.

なお、本発明者らの知見によれば、大麦は、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有するか否かによって、大麦ミカモゴールデン種と同じ遺伝子型(以下、「Mi型」又は「Mi型の遺伝子型」という。)を有するものと、大麦Harrington種と同じ遺伝子型(以下、「Hr型」又は「Hr型の遺伝子型」という。)を有するものと、に分類することができ、Mi型の大麦は、Hr型の大麦に比べて麦芽エキスが高い。   According to the knowledge of the present inventors, barley has the same genotype as the barley Mikamo golden species depending on whether or not the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 has a recognition sequence for the restriction enzyme HinfI. Hereinafter referred to as “Mi type” or “Mi type genotype”) and those having the same genotype as the barley Harrington species (hereinafter referred to as “Hr type” or “Hr type genotype”). Mi-type barley has higher malt extract than Hr-type barley.

したがって、麦芽エキスの高い大麦を選抜するためのDNAマーカーは、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中のものに限定されるものではなく、MWG655A遺伝子座中、Mi型とHr型に分類可能な多型を示す任意のDNAマーカーを使用することができる。すなわち、そのようなDNAマーカーに基づいて被検大麦の遺伝子型を同定し、Mi型と同定された大麦を選抜することによっても、麦芽エキスの高い大麦を選抜することができる。   Therefore, DNA markers for selecting barley with a high malt extract are not limited to those in the MWG655A sequence corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but are classified into Mi type and Hr type in the MWG655A locus. Any DNA marker that exhibits a possible polymorphism can be used. That is, barley having a high malt extract can also be selected by identifying the genotype of the test barley based on such a DNA marker and selecting the barley identified as the Mi type.

〔交配後代系統の大麦〕
本発明の交配後代系統の大麦は、上記大麦選抜方法により選抜された大麦同士を交配して得ることのできる交配後代系統の大麦である。上記大麦選抜方法により選抜された大麦は、麦芽エキスに関わるMWG655A遺伝子座の遺伝子型がMi型であることから、それらを交配して得られる交配後代系統の大麦も麦芽エキスの高いMi型の大麦となる。
[Barley of the progeny of the cross]
The progeny line of barley of the present invention is a progeny line of barley that can be obtained by crossing barley selected by the barley selection method. The barley selected by the above barley selection method has the MWG655A locus genotype related to the malt extract, which is Mi type. It becomes.

〔麦芽製造方法〕
本発明の麦芽製造方法は、上記大麦選抜方法により選抜された大麦又はその交配後代系統の大麦を用いて麦芽を得る製麦工程を含む方法である。麦芽エキスの高い大麦として選抜された大麦又はその交配後代系統の大麦を用いて製麦が行われることから、この方法により得られる麦芽は麦芽エキスの高いものとなる。製麦は公知の方法で行うことができ、例えば、浸麦度が40%〜45%に達するまで浸麦後、10〜20℃で3〜6日間発芽させ、焙燥することによって麦芽を得ることができる。
[Mort production method]
The malt production method of the present invention is a method including a malting step of obtaining malt using barley selected by the barley selection method or barley of a progeny line thereof. Since malting is performed using barley selected as barley having a high malt extract or barley of a progeny of the cross, the malt obtained by this method has a high malt extract. Malting can be performed by a known method. For example, after malting until the degree of soaking reaches 40% to 45%, germination is performed at 10 to 20 ° C. for 3 to 6 days, and malt is obtained by drying. be able to.

〔麦芽発酵飲料の製造方法〕
本発明の麦芽発酵飲料の製造方法は、仕込工程及び発酵工程を含み、仕込工程において、上記大麦選抜方法により選抜された大麦、上記交配後代系統の大麦又は上記麦芽を原料として使用するものである。
[Method for producing malt fermented beverage]
The method for producing a malt fermented beverage of the present invention includes a preparation step and a fermentation step, and in the preparation step, barley selected by the above-mentioned barley selection method, barley of the above-mentioned mating progeny line or the above-mentioned malt is used as a raw material. .

仕込工程は、麦芽を糖化させて麦汁を得る工程である。より具体的には、麦芽や大麦を含む原料と仕込用水とを混合し、得られた混合物を加温することにより麦芽や大麦を糖化させ、糖化された麦芽や大麦から麦汁を採取する工程である。   The preparation step is a step of saccharifying malt to obtain wort. More specifically, the process of mixing the raw material containing malt and barley and the water for charging, heating the resulting mixture to saccharify the malt and barley, and collecting wort from the saccharified malt and barley It is.

仕込工程で使用される麦芽としては、製麦工程において大麦に水分と空気を与えて発芽させ、乾燥して幼根を取り除いたものが好ましい。麦芽は、麦汁製造に必要な酵素源であると同時に、糖化の原料として主要なデンプン源となる。麦芽発酵飲料特有の香味と色素を与えるために、発芽させた麦芽を焙燥したものを麦汁製造に使用するのが好ましい。また、原料の一部として、麦芽以外に、大麦、コーンスターチ、コーングリッツ、米、糖類等の副原料を添加してもよい。また、原料の一部として、一般大麦より調製されたモルトエキス、大麦分解物、大麦加工物等を使用してもよい。   The malt used in the preparation step is preferably one obtained by germinating barley with moisture and air in the malting step, drying and removing the young roots. Malt is a major source of starch as a raw material for saccharification as well as an enzyme source necessary for wort production. In order to give the flavor and pigment peculiar to a malt fermented drink, it is preferable to use what dried the germinated malt for wort manufacture. In addition to malt, auxiliary materials such as barley, corn starch, corn grits, rice, and sugars may be added as part of the raw material. Moreover, you may use the malt extract prepared from common barley, a barley decomposition product, processed barley, etc. as a part of raw material.

仕込用水は、製造する麦芽発酵飲料に応じて好適な水を選択すればよい。また、糖化は一般的な条件で行えばよい。こうして得られた麦芽糖化液をろ過した後、香り、苦味等を付与できる原料(ホップ、ハーブ等)を添加して煮沸を行い、それを冷却することによって冷麦汁が得られる。   What is necessary is just to select suitable water for the water for preparation according to the malt fermented drink to manufacture. Further, saccharification may be performed under general conditions. After filtering the malt saccharified solution thus obtained, raw materials (hops, herbs, etc.) that can impart aroma, bitterness, etc. are added and boiled, and cooled to obtain cold wort.

発酵工程は、仕込工程で得られた冷麦汁に酵母を添加して発酵させ、麦芽発酵飲料を得る工程である。ここで用いられる酵母としては、例えば、サッカロミセス・パトリアヌス、サッカロミセス・セレビシェ、サッカロミセス・ウバルム等が挙げられる。   A fermentation process is a process of adding yeast to the cold wort obtained at the preparation process, making it ferment, and obtaining a malt fermented drink. Examples of the yeast used here include Saccharomyces patrianus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ubalum and the like.

麦芽発酵飲料は、大麦又は麦芽を原料の一部として発酵により製造される飲料であればよい。そのような飲料としては、例えば、ビールや発泡酒が挙げられる。また、いわゆるノンアルコールビールやノンアルコール発泡酒も、ビール等と同様の製法で製造されることから麦芽発酵飲料に当たる。   The malt fermented drink should just be a drink manufactured by fermentation using barley or malt as a part of raw materials. Examples of such beverages include beer and happoshu. In addition, so-called non-alcohol beer and non-alcohol sparkling liquor are also produced as malt fermented drinks because they are produced by the same manufacturing method as beer and the like.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。なお、以下の実施例において、「MWG655A配列」、「MWG655B配列」、「MWG655C配列」及び「MWG655e配列」とは、それぞれMWG655A、B、C及びe遺伝子座中の塩基配列を意味するものとする。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In the following examples, “MWG655A sequence”, “MWG655B sequence”, “MWG655C sequence” and “MWG655e sequence” mean base sequences in the MWG655A, B, C and e loci, respectively. .

〔麦芽エキスのQTL解析〕
(大麦サンプル)
産年度及び産地の異なるミカモゴールデン/Harrington倍化半数体(MH−DH)95系統の大麦(1998年栃木産、2002年栃木産、2006年カナダ産)をサンプルとした。
[QTL analysis of malt extract]
(Barley sample)
Mikamo Golden / Harlington doubled haploid (MH-DH) 95 barley (produced in 1998 in Tochigi, 2002 in Tochigi, and in 2006 in Canada) were used as samples.

(麦芽エキスの測定)
上記MH−DH系統の大麦種子を小製麦して麦芽を得た。得られた麦芽の乾燥重量を測定した後、コングレス麦汁を調製した。コングレス麦汁の比重を振動式密度計(Density Meter DMA4500M:Anton Paar社製)を用いて測定し、文献[European Brewery Convention, Analytica (1987) European Brewery Convention, fourth ed. Brauerei und Getraenke Rundschau, Zurich]に記載のEuropean Brewery Convention(EBC)標準法により麦芽エキスを測定した。
(Measurement of malt extract)
The malt was obtained by making the barley seeds of the above MH-DH line by small malting. After measuring the dry weight of the obtained malt, the congress wort was prepared. The specific gravity of Congress wort was measured using a vibratory densitometer (Density Meter DMA4500M: manufactured by Anton Paar) and published in the literature [European Brewery Convention, Analytical (1987) European Brewery Convent. The malt extract was measured by the European Brewery Convention (EBC) standard method described in Brauerei und Getränke Rundschau, Zurich].

(QTL解析)
CTAB法で抽出したミカモゴールデン種、Harrington種のDNAを、Illumina GoldenGate BeadArrayを用いた一塩基多型(SNPs)解析に供した。多型が得られたSNPsについてはMH−DH系統で多型調査を実施した。さらに、RFLP、ホルデイン、SSR、ESTマーカーでもMH−DHの多型解析を実施した。MH−DH系統の550の多型データを用いて、リンケージマップを作成した。このマップを用いてQTL解析を実施した。QTL解析は、JoinMap v3.0(http://www.kyazma.nl/index.php/mc.JoinMap/)を用いて実施した。
(QTL analysis)
Mikamo Golden and Harrington DNAs extracted by the CTAB method were subjected to single nucleotide polymorphism (SNPs) analysis using Illumina GoldenGate BeadArray. About the SNPs from which the polymorphism was obtained, polymorphism investigation was carried out in the MH-DH line. Furthermore, polymorphism analysis of MH-DH was also performed on RFLP, hordein, SSR, and EST markers. A linkage map was created using 550 polymorphism data of the MH-DH line. QTL analysis was performed using this map. QTL analysis was performed using JoinMap v3.0 (http://www.kyazma.nl/index.php/mc.JoinMap/).

(結果)
産地・産年度の異なる3種のMH−DH系統(1998年及び2002年栃木産、2006年カナダ産)による麦芽エキスのQTL解析の結果、いずれのサンプルでも、染色体2H(QTLのピーク:33.2cM、寄与率:14.7〜22.7%)に麦芽エキスのQTLが検出された。このQTLの効果を検証したところ、MWG655A遺伝子座の遺伝子型をMi型及びHr型に分類できることが判明した。さらに、いずれの産地・産年度においても、MWG655A遺伝子座の遺伝子型がMi型のものは、Hr型のものと比較して有意に麦芽エキスが高かった(図2)。図2において、各データは平均±標準偏差で示されている。また、Mi型のデータに付された「**」は、当該データが、Hr型と比較して有意差(危険率:1%)のあるデータであることを示す。有意差の有無は、t−検定を用いて判定した。なお、図2において2006年カナダ産大麦の麦芽エキスが栃木産より低くなっているのは、粗蛋白含量が栃木産より多いためであると考えられる。
(result)
As a result of QTL analysis of malt extract by three kinds of MH-DH lines (from 1998 and 2002, Tochigi, 2006 from Canada) having different origins and production years, chromosome 2H (QTL peak: 33. The malt extract QTL was detected at 2 cM, contribution ratio: 14.7 to 22.7%. When the effect of this QTL was verified, it was found that the genotype of the MWG655A locus can be classified into Mi type and Hr type. Furthermore, the malt extract was significantly higher in the MWG655A gene locus at the Mi type than at the Hr type in any production region and year (FIG. 2). In FIG. 2, each data is shown as mean ± standard deviation. Further, “**” attached to the Mi type data indicates that the data is data having a significant difference (risk rate: 1%) as compared with the Hr type. The presence or absence of a significant difference was determined using a t-test. In FIG. 2, the reason why the malt extract of 2006 Canadian barley is lower than that of Tochigi is considered to be because the crude protein content is higher than that of Tochigi.

以上により、MWG655A遺伝子座の遺伝子型がMi型であれば、麦芽エキスが高くなることが示唆された。また、産年度及び産地の異なるMH−DH系統大麦を用いた解析に基づくものであるため、汎用性の高いDNAマーカーになると考えられた。   From the above, it was suggested that if the genotype of the MWG655A locus is the Mi type, the malt extract becomes higher. Moreover, since it is based on the analysis using the MH-DH system barley from which a production year and a production area differ, it was thought that it became a highly versatile DNA marker.

〔CAPSマーカーの構築〕
MWG655AマーカーはRFLPマーカーとして知られている。RFLPによるMWG655A遺伝子座の遺伝子型の同定は、MWG655クローンをプローブとして行い、検出される4つのバンドパターンによって、A、B、C及びeの4種類の異なるマーカーとして同定する。MWG655遺伝子座には、少なくともA、B、C及びeという4つの類似した塩基配列が存在するが、これまで各々の塩基配列は知られていなかった。
[Construction of CAPS marker]
The MWG655A marker is known as the RFLP marker. Identification of the genotype of the MWG655A locus by RFLP is carried out using the MWG655 clone as a probe, and four different markers A, B, C and e are identified by the four band patterns detected. The MWG655 locus has at least four similar base sequences, A, B, C, and e, but each base sequence has not been known so far.

MWG655A配列を解析するため、PCRによるMWG655A配列の増幅を試みた。そのために、まず、RFLPプローブであるMWG655クローンの塩基配列を解析し、得られた塩基配列に基づいて、MWG655クローンの5’及び3’末端でプライマーをデザインした(MWG−3、MWG−4)。このプライマーセット(MWG−3、MWG−4)を用いて、ミカモゴールデン種及びHarrington種のゲノムDNAを鋳型にしてPCRを行った。増幅されたDNA断片をそれぞれシークエンスし、塩基配列を比較したところ、数箇所に多型が検出された。   In order to analyze the MWG655A sequence, amplification of the MWG655A sequence by PCR was attempted. For this purpose, first, the base sequence of the MWG655 clone as an RFLP probe was analyzed, and primers were designed at the 5 ′ and 3 ′ ends of the MWG655 clone based on the obtained base sequence (MWG-3, MWG-4). . Using this primer set (MWG-3, MWG-4), PCR was performed using Mikamo Golden species and Harrington species genomic DNA as templates. When the amplified DNA fragments were sequenced and their base sequences were compared, polymorphisms were detected at several locations.

検出された多型のうち、制限酵素HinfIの認識配列を含む一塩基多型を暫定CAPSマーカーとして、MH−DH95系統大麦の遺伝子型の決定を試みたところ、Mi型、Hr型及びヘテロ型に分離した。しかしながら、MH−DH系統は倍化半数体で、遺伝的には固定されているため、増幅DNA断片がMWG655A、B、C及びe遺伝子座のいずれか1種に由来するものとすれば、ヘテロ型は出現しないはずである。したがって、このプライマーセット(MW−3、MW−4)で増幅したDNA断片中には、MWG655A、B、C及びe配列のうちの2種以上の配列が混在するものと考えられた。   Among the detected polymorphisms, a single nucleotide polymorphism containing a restriction enzyme HinfI recognition sequence was used as a temporary CAPS marker to determine the genotype of MH-DH95 strain barley. separated. However, since the MH-DH line is a doubled haploid and is genetically fixed, if the amplified DNA fragment is derived from any one of the MWG655A, B, C, and e loci, the heterozygote The type should not appear. Therefore, it was considered that two or more kinds of MWG655A, B, C and e sequences were mixed in the DNA fragment amplified with this primer set (MW-3, MW-4).

そこで、Mi型、Hr型及びヘテロ型を示すMH−DH系統大麦について、本暫定CAPSマーカーによるパターンとRFLPパターンとの比較解析を行った。その結果、MWG655B及びCについてRFLPパターンで同じ遺伝子型を示す大麦は、本暫定CAPSマーカーではMi型又はHr型を示し、RFLPパターンで異なる遺伝子型を示す大麦は、本暫定CAPSマーカーではヘテロ型を示した。すなわち、このプライマーセット(MW−3、MW−4)で増幅したDNA断片中には、少なくともMWG655B及びC配列が混在することが示唆された。   Then, the comparative analysis with the pattern by this provisional CAPS marker and RFLP pattern was performed about the MH-DH type | system | group barley which shows Mi type | mold, Hr type | mold, and a hetero type | mold. As a result, barley showing the same genotype in the RFLP pattern for MWG655B and C shows Mi type or Hr type in this provisional CAPS marker, and barley showing a different genotype in the RFLP pattern shows heterotype in this provisional CAPS marker. Indicated. That is, it was suggested that at least the MWG655B and C sequences were mixed in the DNA fragment amplified with this primer set (MW-3, MW-4).

さらに、ヘテロ型を示したMH−DH系統大麦に関するRFLPの結果を用いて、本暫定CAPSマーカーで検出されたヘテロ型のDNA断片の塩基配列を解析し、MWG655B及びC配列を得た(配列番号2、3)。これらの塩基配列とMWG655クローンの塩基配列との間に存在する多型に基づいて、プライマーMWG−C2(MWG655Bを増幅しないプライマー)及びMWG−7(多型部位を含むMWG655クローン中の一領域と同じ塩基配列を有する。)を設計した。MWG−7及びMWG−C2を用いてPCRを行い、得られたDNA断片の塩基配列を解析した(配列番号1)。   Furthermore, the base sequence of the heterozygous DNA fragment detected with this provisional CAPS marker was analyzed using the RFLP results for the MH-DH strain barley that showed heterozygote, and MWG655B and C sequences were obtained (SEQ ID NO: 2, 3). Based on the polymorphism existing between these base sequences and the base sequence of the MWG655 clone, primers MWG-C2 (a primer that does not amplify MWG655B) and MWG-7 (a region in the MWG655 clone containing the polymorphic site) Have the same base sequence). PCR was performed using MWG-7 and MWG-C2, and the base sequence of the obtained DNA fragment was analyzed (SEQ ID NO: 1).

配列番号1〜3の塩基配列を比較して、配列番号1の塩基配列と配列番号2及び3の塩基配列との間で多型を検出した(図1)。配列番号1の塩基配列中の多型部位を含むようにプライマーをデザインし(MWG−A3)、MWG−A3及びMWG−C2を用いてPCRを行った。得られた増幅DNA断片を主要な制限酵素45種の各々で消化処理し、制限酵素のスクリーニングを行った。その結果、HinfIで消化処理した場合に、MH−DH95系統大麦の遺伝子型がMWG655A配列に関するRFLPの結果と一致することが判明した。   By comparing the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 3, a polymorphism was detected between the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and the nucleotide sequences of SEQ ID NOS: 2 and 3 (FIG. 1). Primers were designed so as to include a polymorphic site in the base sequence of SEQ ID NO: 1 (MWG-A3), and PCR was performed using MWG-A3 and MWG-C2. The obtained amplified DNA fragment was digested with each of 45 major restriction enzymes and screened for restriction enzymes. As a result, it was found that when digested with HinfI, the genotype of MH-DH95 barley was consistent with the RFLP results for the MWG655A sequence.

図3に示されるように、HinfI処理物についてアガロースゲル電気泳動を行ったところ、Mi型では約240bpにバンドが検出されたが、Hr型ではこのバンドが検出されなかった。また、Mi型、Hr型ともに約270bpにバンドが検出されたが、このバンドはMWG655A配列ではなく、MWG655A配列類似の塩基配列を有するMWG655e配列と考えられた(MH−DH系統において、MWG655e遺伝子座の多型は存在しない)。なお、図3中、矢印で示したバンドは、Mi型のみで検出される約240bpのバンドである。このバンドの有無によってMi型(バンド有)かHr型(バンド無)かを同定できる。   As shown in FIG. 3, when agarose gel electrophoresis was performed on the HinfI-treated product, a band was detected at about 240 bp in the Mi type, but this band was not detected in the Hr type. In addition, a band was detected at about 270 bp for both Mi type and Hr type, but this band was considered not to be the MWG655A sequence but to the MWG655e sequence having a base sequence similar to the MWG655A sequence (in the MH-DH strain, the MWG655e gene locus). Does not exist). In FIG. 3, the band indicated by the arrow is a band of about 240 bp detected only by the Mi type. The presence or absence of this band makes it possible to identify the Mi type (with band) or Hr type (without band).

以上により、配列番号1の塩基配列がMWG655A配列であること、及び配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中にHinfIの認識配列が存在するか否かで大麦の遺伝子型を同定できる(存在すればMi型、存在しなければHr型)ことが確認された。   Based on the above, the barley genotype can be identified based on whether the base sequence of SEQ ID NO: 1 is the MWG655A sequence and whether or not the recognition sequence of HinfI is present in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1 (present) In this case, it was confirmed that it was Mi type, and if not, Hr type).

〔CAPSマーカーによる大麦選抜〕
(大麦サンプル)
サッポロビール社木崎圃場で栽培された主要なビール麦品種38種(2000年産:15種、2004年産:30種、2005年産:29種、2006年産:27種、2009年産:26種)をサンプルとした。
[Barley selection by CAPS marker]
(Barley sample)
38 major beer varieties cultivated in Sapporo Beer's Kizaki field (2000: 15, 2004: 30, 2005: 29, 2006: 27, 2009: 26) did.

(麦芽エキスの測定)
麦芽エキスの測定は、上記と同様に行った。
(Measurement of malt extract)
The measurement of the malt extract was performed in the same manner as described above.

(CAPS法)
各品種のゲノムDNAを鋳型にし、下記プライマーを用いて下記条件でPCRを行った。得られたPCR産物をHinfIで消化処理後、アガロースゲル電気泳動を行い、バンド位置(DNA断片長)で遺伝子型を同定した。
MWG−A3(フォワードプライマー):5’−TGTAGTCAGTCACAGGTGTTATTCCAC−3’(配列番号4)
MWG−C2(リバースプライマー):5’−CGGGTTGAACTATGTCTATCTC−3’(配列番号5)
PCR条件:94℃、1分間の変性、62.5℃、1分間のアニーリング、72℃、5分間の伸長反応を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返し、さらに70℃、5分間の伸長反応を行う。
(CAPS method)
PCR was performed under the following conditions using the genomic DNA of each variety as a template and the following primers. The obtained PCR product was digested with HinfI and then subjected to agarose gel electrophoresis, and the genotype was identified by the band position (DNA fragment length).
MWG-A3 (forward primer): 5′-TGTAGTCAGTCCAGGGTGTATTCCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 4)
MWG-C2 (reverse primer): 5′-CGGGTTGAACTATGTCTATTC-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
PCR conditions: 94 ° C., 1 minute denaturation, 62.5 ° C., 1 minute annealing, 72 ° C., 5 minutes extension reaction as one cycle, this is repeated 35 cycles, followed by 70 ° C., 5 minute extension reaction Do.

(結果)
調査した38品種のうち、遺伝子型がMi型を示したのは5種であり、Hr型を示したのは33種であった。産年度ごとの内訳は下記のとおりである。
2000年産:Mi型3種/Hr型12種
2004年産:Mi型4種/Hr型26種
2005年産:Mi型3種/Hr型26種
2006年産:Mi型3種/Hr型24種
2009年産:Mi型3種/Hr型23種
(result)
Of the 38 varieties examined, 5 were genotypes showing Mi type and 33 were showing Hr type. The breakdown by production year is as follows.
2000: Mi type 3 / Hr type 12 type 2004: Mi type 4 type / Hr type 26 type 2005: Mi type 3 / Hr type 26 2006 2006: Mi type 3 / Hr type 24 : Mi type 3 types / Hr type 23 types

遺伝子型ごとの麦芽エキスの平均値を比較したところ、いずれの産年度においても、Mi型の大麦はHr型と比較して有意に麦芽エキスが高かった(図4)。図4において、各データは平均±標準偏差で示されている。また、Mi型のデータに付された「*」及び「**」は、当該データが、Hr型と比較して有意差(危険率:それぞれ5%及び1%)のあるデータであることを示す。有意差の有無は、t−検定を用いて判定した。   When the average value of the malt extract for each genotype was compared, the malt extract was significantly higher in the Mi type barley than in the Hr type in any production year (FIG. 4). In FIG. 4, each data is shown as mean ± standard deviation. In addition, “*” and “**” attached to Mi type data indicate that the data is significantly different from the Hr type (risk rate: 5% and 1%, respectively). Show. The presence or absence of a significant difference was determined using a t-test.

以上の実施例により、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有する大麦は、そうでない大麦に比べて麦芽エキスが高いことが確認された。また、本発明の大麦選抜方法によれば、産年度、産地、環境要因等の影響を受けることなく、麦芽エキスの高い大麦を信頼性よく選抜できることが確認された。   From the above examples, it was confirmed that barley extract having a recognition sequence of restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1 is higher in malt extract than other barley. Further, according to the method for selecting barley of the present invention, it was confirmed that barley having a high malt extract can be selected reliably without being affected by the year of production, the place of production, environmental factors and the like.

配列番号4;フォワードプライマーMWG−A3
配列番号5;リバースプライマーMWG−C2
SEQ ID NO: 4; forward primer MWG-A3
SEQ ID NO: 5: reverse primer MWG-C2

Claims (5)

麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、
被検大麦が、配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列中に制限酵素HinfIの認識配列を有する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法。
A method for selecting barley with a high malt extract,
A method of selecting test barley as barley having a high malt extract when the test barley has a recognition sequence of restriction enzyme HinfI in the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1.
麦芽エキスの高い大麦を選抜するための方法であって、
配列番号1の塩基配列に相当するMWG655A配列を増幅可能なプライマーセットを用い、被検大麦のゲノムDNAを鋳型としたポリメラーゼ連鎖反応を行って、増幅DNA断片を得る増幅工程と、増幅DNA断片を制限酵素HinfIで消化処理する消化工程と、を含み、
消化工程で得られた制限酵素処理物中に前記制限酵素により切断されたDNA断片が存在する場合に、該被検大麦を麦芽エキスの高い大麦として選抜する方法。
A method for selecting barley with a high malt extract,
An amplification step of obtaining an amplified DNA fragment by performing a polymerase chain reaction using a genomic DNA of a test barley as a template using a primer set capable of amplifying the MWG655A sequence corresponding to the base sequence of SEQ ID NO: 1, and an amplified DNA fragment A digestion step of digesting with the restriction enzyme HinfI,
A method of selecting the test barley as barley having a high malt extract when a DNA fragment cleaved by the restriction enzyme is present in the restriction enzyme-treated product obtained in the digestion step.
前記プライマーセットがフォワードプライマー及びリバースプライマーからなり、
該フォワードプライマー及びリバースプライマーの少なくとも一方は、
配列番号1、配列番号2及び配列番号3の塩基配列の多重整列結果において配列番号1の塩基配列が他のいずれの塩基配列とも異なる配列番号1の塩基配列中の多型部位にアニーリングするものである、請求項2に記載の方法。
The primer set consists of a forward primer and a reverse primer,
At least one of the forward primer and the reverse primer is
In the multiple alignment result of the base sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, the base sequence of SEQ ID NO: 1 is annealed to a polymorphic site in the base sequence of SEQ ID NO: 1 which is different from any other base sequence. The method of claim 2, wherein:
前記フォワードプライマーは、配列番号1の塩基配列の第1〜11番目の塩基配列を含む、請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the forward primer includes the first to eleventh base sequences of the base sequence of SEQ ID NO: 1. 前記プライマーセットは、配列番号4の塩基配列からなるフォワードプライマーと、配列番号5の塩基配列からなるリバースプライマーと、からなる、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the primer set comprises a forward primer composed of the base sequence of SEQ ID NO: 4 and a reverse primer composed of the base sequence of SEQ ID NO: 5.
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